EP0347604B1 - Richtkoppler-Abzweiger - Google Patents

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EP0347604B1
EP0347604B1 EP89109309A EP89109309A EP0347604B1 EP 0347604 B1 EP0347604 B1 EP 0347604B1 EP 89109309 A EP89109309 A EP 89109309A EP 89109309 A EP89109309 A EP 89109309A EP 0347604 B1 EP0347604 B1 EP 0347604B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distributor
bifurcating
direction coupler
individual
way
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89109309A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0347604A2 (de
EP0347604A3 (en
Inventor
Wolfgang Wendel
Chaiyakarn Pasadu
Ralf Epple
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Original Assignee
Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hirschmann Electronics GmbH and Co KG filed Critical Hirschmann Electronics GmbH and Co KG
Priority to AT89109309T priority Critical patent/ATE93103T1/de
Publication of EP0347604A2 publication Critical patent/EP0347604A2/de
Publication of EP0347604A3 publication Critical patent/EP0347604A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0347604B1 publication Critical patent/EP0347604B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/48—Networks for connecting several sources or loads, working on the same frequency or frequency band, to a common load or source
    • H03H7/482—Networks for connecting several sources or loads, working on the same frequency or frequency band, to a common load or source particularly adapted for use in common antenna systems

Definitions

  • the invention is based on a directional coupler tap according to the preamble of claim 1.
  • Directional coupler taps are used to a large extent in communal antenna and BK systems mainly because of their high decoupling of the output from the branch connection. They can be implemented for branch attenuation of ⁇ 13 dB with good electrical transmission characteristics. In practice, however, lower branch attenuations are often required, ultimately down to 3 dB (highly decoupled distributor), especially for smaller distribution networks without amplifiers or in larger systems to supply the last subscribers of a longer trunk line with one, despite the already high trunk attenuation high signal level as a master line tap or tap in antenna sockets.
  • the tap loss is ideally reduced by 6 dB, in practice typically approx. 5 dB with a high level of mismatching of the connections (especially the input) largely independent coupling loss between output and branch of ⁇ 40 dB as well as high return loss at the connections and a low through loss (since the primary winding of the current transformer has only 0.5 turns despite the small branch loss).
  • the branch loss is typically around 8 dB; if 4 such single taps are connected together according to the invention, the actual branch loss is approximately 3 dB (distributor).
  • the described advantage not only does not require any additional effort, it also saves components (internal resistors).
  • the last participants in a longer antenna socket chain can be better supplied with high-frequency signal energy or without an amplifier.
  • star couplers and multiple distributors can be implemented with significantly lower connection loss. In comparison to the use of antenna sockets with asymmetrical distributors, considerably longer antenna socket chains with high decoupling of the subscriber connections are possible when using the directional coupler tap according to the invention.
  • the directional coupler tap according to the invention consists of loud directional coupler single tap and then has the good electrical data mentioned.
  • the more cost-effective solution specified in claim 3 may also be expedient, in which the first directional coupler single tap is replaced by an ohmic resistor in the simplest case, but usually to adapt to the branch attenuation desired in the individual case by a voltage divider, but instead a somewhat increased through loss and a lower reduction in tap loss must be accepted.
  • the resistors are to be selected so that the impedance at the branch connection of the resistance tap as the internal terminating resistor of the subsequent directional coupler single tap is at least approximately equal to the characteristic impedance.
  • the current drawn from the branch connection of the resistance tap must be at least approximately in phase with the currents coupled out from the current transformers of the directional coupler single tap.
  • An advantageous embodiment of the invention according to claim 5 also consists in that for the voltage transformer at least two single directional couplers, only a single primary winding is provided. The use of only one core makes chain shifting even more cost-effective. It also reduces losses.
  • two secondary windings of the voltage transformer penetrate the tube core in the opposite manner in the manner of a differential transformer.
  • An embodiment of the voltage transformer according to claim 7 has the effect that the low tap loss is broadband, in particular also at high frequencies, despite the high decoupling of the output and tap connection.
  • a broadband antenna socket for radio and television reception is created in a very simple and cost-effective manner, with the impedance of the tap connector being adjusted by selecting the number of turns of the secondary windings to ensure proper adaptation of the voltage transformer is to be brought to Z L / 2 and, on the other hand, the RF and TV connections have to be sufficiently decoupled using the differential transformer principle.
  • the two between the input E and the output A (main line) connected in series, separate tube core K1, K2 having current transformers Ü1, Ü2, in which the primary winding 4.5 each consist of only one conductor through the respective tube core K1, K2 (half Winding), 6.7 couple out-of-phase currents into their secondary coils, which are connected to ground.
  • the two voltage transformers are combined by a common primary winding 8 to a voltage transformer Ü3 with only one core K3.
  • the primary winding of the voltage transformer Ü3 is connected on the one hand at the connection point 1 of the primary windings 4, 5 of the current transformer Ü1, Ü2 and on the other hand to ground.
  • the other connection of these secondary windings 9, 10 is in the first directional coupler single tap directly to the branch connection AB and in the second directional coupler single tap via one ohmic resistor R - its internal terminating resistor - grounded.
  • winding parts of the primary winding 8 of the voltage transformer Ü3 are interconnected by conductor tracks 11, 12, 13 on the laminated side of the carrier board T, the winding parts of the secondary winding 6 of the first current transformer Ü1 by corresponding conductor tracks 21 to 24, the winding parts of the Secondary winding 7 of the second current transformer Ü2 through corresponding conductor tracks 17-20, the secondary winding 9 of the voltage transformer Ü3 with the branch connection AB through a conductor track 14, the secondary winding 10 of the voltage transformer 3 with the internal terminating resistor R through a conductor track 16, the circuit points 2 and 3 a conductor 26, the input E with the primary winding 4 of the first current transformer Ü1 via a conductor 27 and the output A with the primary winding 5 of the second current transformer Ü2 through a conductor 28. Except for a wire bridge 15 between the switching ungstician 3 and the secondary winding 10 of the voltage transformer Ü3 all connections are cross-free and thus inexpensive to manufacture technically simple and electrically safe.
  • the winding board W has a total of 7 legs S1 to S7, which are inserted into adapted plug-in recesses SA1 to SA7 from the unclad side into the carrier board T and the conductor tracks of which are connected to the associated conductor tracks of the carrier board T on their laminated side by dip soldering.
  • the directional coupler tap has a total broadband of 40 to 860 MHz and largely independent of mismatches of passive and / or active devices to be connected to it, a tap loss of only about 8 dB with a coupling loss between the output A and the tap connection AB of ⁇ 40 dB, a through loss of ⁇ 1.5 dB and a return loss at all connections of ⁇ about 26 dB.
  • this directional coupler tap could also be used in a multiple distributor, whereby, for example, the connection loss in a 12-way distributor can be reduced by approximately 5 dB to approximately 17 dB.
  • an up and a down-transforming directional coupler single tap are again connected to form a directional coupler tap, which, however, has a branch attenuation of only approx. 5 dB due to the appropriate dimensioning and arrangement of the transformer windings, and in which the two Current transformer combined into a single transformer Ü4 and this current transformer Ü4 and the voltage transformer Ü5 are wound on two biloch cores BK4, BK5.
  • the branch connection AB which has an impedance of Z L / 2 due to the appropriately selected number of turns of the voltage transformer Ü5, is followed by a differential tube core transformer Ü6, both of which are highly decoupled by the currents running in opposite directions in the tube core K6, for the connection of a radio and one TV receiver provided broadband outputs RF and TV have a low connection loss of a total of about 8 dB each.
  • the two primary windings 29 and 30, 31 of the current transformer U4 connecting the input E and the output A are direct consecutively, that is, without causing a disturbing leakage inductance by feedback outside the core BK4, through the two bores of which are guided against its center leg.
  • the first primary winding 29 consists of half a turn
  • the second primary winding 30, 31 consists of two half turns.
  • the first secondary winding 34 of the current transformer Ü4 which is tightly wound on an outer leg of the biloch core BK4, is connected to ground on the one hand and, on the other hand, via circuit point 35 to both the second secondary winding 36 of the current transformer Ü4, which is tightly wound on the other outer leg of the biloch core BK4, as well as to the the first secondary winding 37 leading to the branch connection AB and the second secondary winding 38 leading to the internal terminating resistor R of the second directional coupler single tap of the voltage transformer Ü5. All windings 33, 37, 38 of the voltage transformer Ü5 are wound on the center leg of the biloch core BK5, the secondary windings 37, 38 in opposite directions for better decoupling.
  • the windings of the voltage transformer Ü5 have twice the coupling factor of the windings of the current transformer Ü4.
  • the differential transformer U6 connected downstream of the branch connector AB distributes the signal energy attenuated with approximately 5 dB over a wide band over the lines 39, 40 which penetrate the tube core K6 in opposite directions with a distribution attenuation of approximately 3 dB, so that the two connections RF, TV, which are highly decoupled by the differential transformer principle, each approx. 8 dB connection loss and the antenna socket can therefore also be used at the end of long trunk lines.
  • the very good electrical data already mentioned in the first exemplary embodiment and thus the advantages of good cascading and the fulfillment of the requirements in Regulation 1 R8-15 required values reached.
  • the winding of the small biloch cores by hand is somewhat more expensive than the construction in printing technology according to the first embodiment, but in view of the relatively high tool costs required there, this construction is useful for small series.

Landscapes

  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Details Of Television Systems (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Richtkoppler-Abzweiger gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
    Richtkoppler-Abzweiger werden vor allem wegen ihrer hohen Entkopplung des Ausganges vom Abzweiganschluß in großem Umfang in Gemeinschaftsantennen- bzw. BK-Anlagen eingesetzt. Sie sind für Abzweigdämpfungen von ≳ 13 dB mit guten elektrischen Übertragungskennwerten realisierbar. In der Praxis werden jedoch häufig auch geringere Abzweigdämpfungen, letztlich bis herunter zu 3 dB (hochentkoppelter Verteiler) benötigt, insbesondere zum Beispiel für kleinere Verteilnetze ohne Verstärker oder in größeren Anlagen zur Versorgung der letzten Teilnehmer einer längeren Stammleitung mit einem trotz der bereits großen Stammdämpfung ausreichend hohen Signalpegel als Stammleitungsabzweiger oder Abzweiger in Antennensteckdosen.
  • Geringere Abzweigdämpfungen erfordern jedoch höhere Übertrager-Windungszahlen in der durchgehenden (Stamm-) Leitung, wodurch sich die elektrischen Daten, vor allem im UHF-Bereich derart verschlechtern, daß die praktische Anwendung stark eingeschränkt ist. Für die genannten Zwecke werden daher derzeit als Abzweigschaltungen zumeist asymmetrische Verteiler eingesetzt, die aus einem Anpaß- und einem Differentialübertrager sowie einer Entkopplungsimpedanz bestehen. Mit diesen Schaltungen wird insbesondere zum Beispiel der in der Vorschrift 1 R8-15 der Deutschen Bundespost geforderte Wert für die Entkopplung der Fernsehanschlüsse zweier Antennensteckdosen von ≧40 dB jedoch nur knapp und auch nur bei idealem Abschlußwiderstand in der Stammleitung eingehalten. In realen Verteilnetzen mit zun Beispiel durch Kaskadierung nicht ideal angepaßten Geräten kann dagegen die Entkopplung unter diesen Betrag absinken und auch die Durchgangs- und Rückflußdämpfungen weisen keine optimalen Werte auf.
  • Aus der DE-C 3028683 (EP-A-0 044 909), Figur 7, ist es bereits grundsätzlich bekannt, durch Kettenschaltung zweier Richtkoppler-Abzweiger und Zusammenschaltung der beiden Abzweiganschlüsse über Selektionsmittel auf einen einzigen Anschluß (entweder FS oder UKW) eine geringere Abzweigdämpfung zu erzielen. Diese Verringerung beträgt jedoch lediglich ca. 2,5 dB und wird auch nur selektiv und mit erheblichem Schaltungsaufwand erreicht.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Richtkoppler-Abzweiger der eingangs genannten Art auf möglichst einfache und kostengünstige Weise so weiterzubilden, daß er möglichst unabhängig von den Anschlußimpedanzen breitbandig eine möglichst geringe Abzweigdämpfung bei kleiner Durchgangsdämpfung, sowie eine hohe Koppeldämpfung zwischen Ausgang und Abzweig und hohe Rückflußdämpfungen an allen Anschlüssen aufweist.
  • Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dabei bedeutet "vorfolgend" lediglich, daß die für die Betrachtung einmal gewählte Reihenfolge der Einzelabzweiger gleichbleibt, da nicht zugleich der vor- und der nachfolgende Einzelabzweiger den internen Widerstand eines Einzelabzweigers bilden kann. Es ist jedoch gleichgültig, ob der in diesem Sinne erste Richtkoppler-Einzelabzweiger eingangs- oder ausgangsseitig eingeschaltet ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Zusammenschaltung ist bei Verwendung zweier Richtkoppler-Einzelabzweiger breitbandig über den gesamten VHF/UHF-Bereich eine Verringerung der Abzweigdämpfung um idealerweise 6 dB, in der Praxis typisch ca. 5 dB bei einer hohen, von Fehlanpassungen der Anschlüsse (insbesondere des Eingangs) weitgehend unabhängigen Koppeldämpfung zwischen Ausgang und Abzweig von ≧ 40 dB sowie hohe Rückflußdämpfungen an den Anschlüssen und einer geringen Durchgangsdämpfung (da die Primärwicklung der Stromübertrager trotz der kleinen Abzweigdämpfung nur 0,5 Windungen aufweisen) erreicht. Beispielsweise beträgt die Abzweigdämpfung bei Zusammenschaltung zweier 13-dB-Abzweiger typisch etwa 8 dB, werden 4 derartige Einzelabzweiger erfindungsgemäß zusammengeschaltet, so beträgt die tatsächliche Abzweigdämpfung etwa 3 dB (Verteiler).
    Der geschilderte Vorteil erfordert dabei nicht nur keinen Mehraufwand, vielmehr sind sogar noch Bauteile (interne Widerstände) eingespart.
    Bei Verwendung dieses Richtkoppler-Abzweigers können zum Beispiel in einer längeren Antennensteckdosenkette die letzten Teilnehmer besser bzw. ohne Verstärker mit Hochfrequenz-Signalenergie versorgt werden. Außerdem sind damit Sternkoppler und Vielfachverteiler mit wesentlich geringerer Anschlußdämpfung realisierbar. Im Vergleich zur Verwendung von Antennensteckdosen mit asymmetrischen Verteilern sind bei Einsatz des erfindungsgemäßen Richtkoppler-Abzweigers erheblich längere Antennensteckdosenketten mit hoher Entkopplung der Teilnehmeranschlüsse möglich.
  • Im Regelfall besteht der erfindungsgemäße Richtkoppler-Abzweiger gemäß Anspruch 2 aus lauter Richtkoppler-Einzelabzweigern und weist dann die genannten guten elektrischen Daten auf. Im Einzelfall kann jedoch auch die in Anspruch 3 angegebene kostengünstigere Lösung sinnvoll sein, bei der der erste Richtkoppler-Einzelabzweiger durch im einfachsten Fall einen ohmschen Widerstand, in der Regel aber zur Anpassung an die im Einzelfall erwünschte Abzweigdämpfung durch einen Spannungsteiler ersetzt ist, dafür aber eine etwas erhöhte Durchgangsdämpfung und eine geringere Reduzierung der Abzweigdämpfung in Kauf genommen werden muß. Die Widerstände sind dabei so zu wählen, daß die Impedanz am Abzweiganschluß des Widerstandsabzweigers als interner Abschlußwiderstand des nachfolgenden Richtkoppler-Einzelabzweigers wenigstens näherungsweise gleich dem Wellenwiderstand ist. Außerdem muß in analoger Weise zur Ausführung nach Anspruch 2 und der dem Abzweiganschluß des Widerstandsabzweigers entnommene Strom wenigstens annähernd phasengleich mit den aus den Stromübertragern der Richtkoppler-Einzelabzweiger ausgekoppelten Strömen sein.
  • Durch eine aus der DE-C-3028683 an sich bekannte alternierende Auf- bzw. Abwärtstransformation der Impedanzen aufeinanderfolgender Richtkoppler-Einzelabzweiger gemäß Anspruch 4 ist eine weitere wesentliche Verbesserung von Rückfluß- und Durchgangsdämpfung erzielt und die Kaskadierbarkeit noch erhöht. Werden nur Richtkoppler-Einzelabzweiger verwendet, so kann dabei ebenso mit einem abwärtstransformierenden wie mit einem aufwärtstransformierenden Richtkoppler-Einzelabzweiger begonnen werden (es ist dabei lediglich auf die richtige Auswahl aus den vier möglichen Grundtypen gemäß den Figuren 1 bis 4 der DE-PS 3028683 zu achten), bei einem Richtkoppler-Abzweiger gemäß Anspruch 3 muß der auf den abwärtstransformierenden Widerstandsabzweiger folgende Richtkoppler-Einzelabzweiger vom aufwärtstransformierenden Typ sein.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 besteht weiterhin darin, daß für die Spannungsübertrager wenigstens zweier Richtkoppler-Einzelabzweiger lediglich eine einzige Primärwicklung vorgesehen ist. Durch die Verwendung nur eines Kernes wird die Kettenschaltung im Aufwand noch günstiger. Außerdem sind dadurch auch die Verluste verringert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durchsetzen jeweils zwei Sekundärwicklungen des Spannungsübertragers zumindest mit einem Teil ihrer Windungen den Rohrkern nach Art eines Differentialübertragers gegensinnig. Auf diese einfache Weise werden die Verluste im internen Abschlußwiderstand noch mehr reduziert, so daß die tatsächliche Verminderung der Abzweigdämpfung dem theoretischen Wert von 6 dB weiter angenähert ist.
  • Eine Ausführung des Spannungsübertragers nach Anspruch 7 bewirkt, daß die niedrige Abzweigdämpfung trotz hoher Entkopplung von Ausgangs- und Abzweiganschluß breitbandig, insbesondere auch zu hohen Frequenzen hin, konstant ist.
  • Der Einsatz von Bilochkernen in der in Anspruch 8 beschriebenen Weise ergibt eine Reihe von Vorteilen, die den etwas höheren Preis im Vergleich zur Verwendung getrennter Einzellochkerne bei weitem überwiegen:
    • Die Phasengleichheit der aus den Stromübertragern ausgekoppelten Ströme ist im Vergleich zum Aufbau aus getrennten Rohrkernen durch die hier kleinen Abmessungen beim Stromübertrager tatsächlich erreicht, so daß die Abzweigdämpfung und die Entkopplung des Ausgangs vom Abzweig auch bei noch kleinerer Abzweigdämpfung von zum Beispiel 5 dB breitbandig (auch bei sehr hohen Frequenzen) konstant ist.
    • Durch entsprechende Wahl des (geringen) Lochdurchmessers bzw. der mechanischen Kernabmessungen ergeben sich auch bei Handwicklung äußerst geringe Fertigungstoleranzen, so daß zwangsweise nur äußerst geringe Abweichungen der Kopplungen von den jeweils geforderten Sollwerten. auftreten. Bei Verwendung getrennter Lochkerne ist eine derartige Konstanz, jedenfalls für die mehrere Windungen aufweisenden Sekundärwicklungen nicht gewährleistet.
    • Durch die Lochabmessungen bzw. deren Verhältnis zum Drahtdurchmesser ist das jeweils gewünschte Verhältnis der Kopplungen von Strom- zu Spannungsübertragern einfach und kostengünstig realisierbar (Anspruch 5).
  • Mit einer Ergänzung des erfindungsgemäßen Richtkoppler-Abzweigers nach Anspruch 9 ist auf sehr einfache und kostengünstige Weise eine breitbandige Antennensteckdose für den Rundfunk- und Fernseh-Empfang geschaffen, wobei für eine einwandfreie Anpassung lediglich zum einen die Impedanz des Abzweiganschlusses durch entsprechende Wahl des Windungszahlenverhältnisses der Sekundärwicklungen des Spannungsübertragers auf ZL/2 zu bringen ist und zum anderen die Anschlüsse RF und TV durch das Differential-Übertragerprinzip ausreichend zu entkoppeln sind.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die beide zum Einsatz in Antennensteckdosen für größere Gemeinschaftsantennen- oder BK-Anlagen konzipiert sind. Die erste, in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Ausführung ist ein aus der erfindungsgemäßen Zusammenschaltung zweier 13-dB-Richtkoppler-Einzelabzweiger gebildeter, in Drucktechnik aufgebauter 7-dB-Richtkopplerabzweiger für große Stückzahlen mit einer in eine Trägerplatine eingesteckten Übertrager-Wicklungsplatine. Im zweiten Beispiel (Figuren 4 und 5) ist ein für kleinere Stückzahlen mit von Hand gewickelten Übertragern entwickelter 5-dB-Richtkoppler-Abzweiger beschrieben, der um einen symmetrischen Zweifachverteiler erweitert ist.
    Dabei zeigen
    • Figur 1
    ein Prinzipschaltbild des ersten Richtkoppler-Abzweigers,
    Figur 2 a, b
    Ansichten der beiden Seiten der zugehörigen Übertrager-Wicklungsplatine
    Figur 3
    Ansichten der beiden Seiten der zugehörigen Trägerplatine
    Figur 4
    ein Prinzipschaltbild des zweiten Richtkoppler-Abzweigers und
    Figur 5
    ein weiteres Prinzipschaltbild, aus dem das zugehörige Wicklungsschema der Übertrager des zweiten Richtkoppler-Abzweigers ersichtlich ist.
  • Der erste, einen Eingang E, einen Ausgang A und einen Abzweig AB aufweisende Richtkoppler-Abzweiger nach den Fig. 1 bis 3 besteht aus zwei in Kette geschalteten 13-dB-Richtkoppler-Einzelabzweigern, wobei der vom Eingang E her gesehen erste den Eingangswiderstand herauf- und der zweite die Impedanz herabsetzt (gemäß Figuren 3 und 1 der DE-C-3028683, wobei selbstverständlich für den genannten Zweck auch die in den Figuren 2 und 4 dieser Druckschrift dargestellten dualen Typen von Richtkoppler-Einzelabzweigern verwendet werden können). Die beiden zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A (Stammleitung) in Reihe geschalteten, getrennte Rohrkern K₁, K₂ aufweisenden Stromübertrager Ü₁, Ü₂, bei denen die Primärwicklung 4,5 jeweils nur aus einem durch den jeweiligen Rohrkerns K₁, K₂ geführten Leiter (halbe Windung) besteht, koppeln in ihre einseitig an Masse liegenden Sekundärspulen 6,7 gleichphasige Ströme aus. Die beiden Spannungsübertrager sind durch eine gemeinsame Primärwicklung 8 zu einem Spannungsübertrager Ü₃ mit nur einem Kern K₃ zusammengefaßt. Die Primärwicklung des Spannungsübertragers Ü₃ ist einerseits am Verbindungspunkt 1 der Primärwicklungen 4, 5 der Stromübertrager Ü₁, Ü₂ und zum anderen an Masse angeschlossen. Die beiden jeweils nur aus einer halben Windung bestehenden Sekundärwicklungen 9, 10 des Spannungsübertragers Ü₃ durchsetzen den Kern K₃ gegensinnig und sind am Punkt 2 bzw. 3 jeweils am einen Anschluß sowohl miteinander als auch mit der Sekundärwicklung 6, 7 des zugehörigen Stromübertragers Ü₁, Ü₂ verbunden. Der andere Anschluß dieser Sekundärwicklungen 9, 10 ist beim ersten Richtkoppler-Einzelabzweiger direkt zum Abzweiganschluß AB und beim zweiten Richtkoppler-Einzelabzweiger über einen ohmschen Widerstand R - dessen internem Abschlußwiderstand-an Masse geführt.
  • Die auf der Wicklungsplatine W angeordneten Windungsteile der Primärwicklung 8 des Spannungsübertragers Ü₃ sind durch Leiterbahnen 11, 12, 13 auf der kaschierten Seite der Trägerplatine T miteinander verbunden, die Wicklungsteile der Sekundärwicklung 6 des ersten Stromübertragers Ü₁ durch korrespondierende Leiterbahnen 21 bis 24, die Windungsteile der Sekundärwicklung 7 des zweiten Stromübertragers Ü₂ durch entsprechende Leiterbahnen 17 - 20, die Sekundärwicklung 9 des Spannungsübertragers Ü₃ mit dem Abzweiganschluß AB durch eine Leiterbahn 14, die Sekundärwicklung 10 des Spannungsübertragers 3 mit dem internen Abschlußwiderstand R durch eine Leiterbahn 16, die Schaltungspunkte 2 und 3 durch eine Leiterbahn 26, der Eingang E mit der Primärwicklung 4 des ersten Stromübertragers Ü₁ über eine Leiterbahn 27 und der Ausgang A mit der Primärwicklung 5 des zweiten Stromübertragers Ü₂ durch eine Leiterbahn 28. Bis auf eine Drahtbrücke 15 zwischen dem Schaltungspunkt 3 und der Sekundärwicklung 10 des Spannungsübertragers Ü₃ sind dabei sämtliche Verbindungen kreuzungsfrei und somit kostengünstig fertigungstechnisch einfach sowie elektrisch sicher angeordnet.
  • Die Wicklungsplatine W weist insgesamt 7 Schenkel S₁ bis S₇ auf, die in angepaßte Steckausnehmungen SA₁ bis SA₇ von der unkaschierten Seite her in die Trägerplatine T eingesteckt und deren Leiterbahnen mit den zugehörigen Leiterbahnen der Trägerplatine T auf deren kaschierter Seite durch Tauchlötung verbunden sind.
  • Aufgrund des beschriebenen, durch exakte Reproduzierbarkeit für die Massenfertigung geeigneten Schaltungsaufbau, bei dem nicht nur die Abzweiganschlüsse der beiden Richtkoppler-Einzelabzweiger zusammengeschaltet sind, sondern der zweite (vorfolgende) Einzelabzweiger den internen Abschlußwiderstand des ersten darstellt, weist der Richtkoppler-Abzweiger insgesamt breitbandig von 40 bis 860 MHz und weitgehend unabhängig von Fehlanpassungen von an ihn anzuschließenden passiven und/oder aktiven Geräten eine Abzweigdämpfung von konstant nur noch etwa 8 dB bei einer Koppeldämpfung zwischen dem Ausgang A und dem Abzweiganschluß AB von ≧ 40 dB, einer Durchgangsdämpfung von ≦ 1,5 dB und einer Rückflußdämpfung an allen Anschlüssen von ≧ etwa 26 dB auf. Er ist damit hervorragend für Kaskadierung und zum Aufbau größerer Verteilnetze geeignet, bei denen er zum Ende der Stammleitung hin die größere Stammdämpfung durch die geringere Abzweigdämpfung ausgleichen kann.
    Selbstverständlich könnte dieser Richtkoppler-Abzweiger auch in einem Mehrfachverteiler eingesetzt werden, wobei zum Beispiel die Anschlußdämpfung bei einem 12-fach-Verteiler um ca. 5 dB auf etwa 17 dB verringert werden kann.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 sind wiederum ein auf- und ein abwärtstransformierender Richtkoppler-Einzelabzweiger zu einem Richtkoppler-Abzweiger zusammengeschaltet, der jedoch durch entsprechende Bemessung und Anordnung der Übertragerwicklungen eine Abzweigdämpfung von nur ca. 5 dB aufweist und bei dem die beiden Stromübertrager zu einem einzigen Übertrager Ü₄ zusammengefaßt und dieser Stromübertrager Ü₄ sowie der Spannungsübertrager Ü₅ auf zwei Bilochkernen BK₄, BK₅ gewickelt sind. Dem Abzweiganschluß AB, der durch das entsprechend gewählte Windungszahlenverhältnis des Spannungsübertragers Ü₅ eine Impedanz von ZL/2 aufweist, ist ein Differential-Rohrkernübertrager Ü₆ nachgeschaltet, dessen beide durch die im Rohrkern K₆ gegensinnig verlaufenden Ströme hochentkoppelten, für den Anschluß eines Rundfunk-und eines Fernseh-Empfängers vorgesehenen breitbandigen Ausgänge RF und TV eine geringe Anschlußdämpfung von insgesamt jeweils etwa 8 dB aufweisen.
    Die den Eingang E und den Ausgang A verbindenden beiden Primärwicklungen 29 und 30, 31 des Stromübertragers Ü₄ sind direkt aufeinanderfolgend, also ohne eine störende Streuinduktivität durch Rückführung außerhalb des Kerns BK₄ zu verursachen, durch dessen beide Bohrungen, an seinem Mittelschenkel anliegend geführt. Die erste Primärwicklung 29 besteht dabei aus einer halben Windung , die zweite Primärwicklung 30,31 aus zwei halben Windungen. Am Verbindungspunkt 32 der beiden halben Windungen 30,31 ist das eine Ende der aus sieben Halbwindungen bestehenden gemeinsamen Primärwicklung 33 des Spannungsübertragers Ü₅ angeschlossen, deren anderes Ende an Masse liegt.
    Die erste, auf einem Außenschenkel des Bilochkerns BK₄ enggewickelte Sekundärwicklung 34 des Stromübertragers Ü₄ liegt einerseits an Masse und zum anderen über den Schaltungspunkt 35 sowohl an der zweiten, auf dem anderen Außenschenkel des Bilochkerns BK₄ eng gewickelten Sekundärwicklung 36 des Stromübertragers Ü₄, als auch an der ersten, zum Abzweiganschluß AB führenden Sekundärwicklung 37 und der zweiten, zum internen Abschlußwiderstand R des zweiten Richtkoppler-Einzelabzweigers führenden Sekundärwicklung 38 des Spannungsübertragers Ü₅. Alle Wicklungen 33,37,38 des Spannungsübertragers Ü₅ sind auf dem Mittelschenkel des Bilochkernes BK₅ gewickelt, die Sekundärwicklungen 37,38 zur besseren Entkopplung gegensinnig. Dabei weisen die Wicklungen des Spannungsübertragers Ü₅ den doppelten Wert des Kopplungsfaktors der Wicklungen des Stromübertragers Ü₄ auf.
  • Der dem Abzweiganschluß AB nachgeschaltete Differentialübertrager Ü₆ verteilt die mit etwa 5 dB gedämpfte Signalenergie breitbandig über die den Rohrkern K₆ gegensinnig durchsetzenden Leitungen 39,40 mit einer Verteildämpfung von etwa 3 dB, so daß die beiden durch das Differentialübertragerprinzip hochentkoppelten Anschlüsse RF, TV jeweils ca. 8 dB Anschlußdämpfung aufweisen und die Antennensteckdose daher ebenfalls am Ende langer Stammleitungen einsetzbar ist. Auch hier sind die bereits beim ersten Ausführungsbeispiel genannten sehr guten elektrischen Daten und damit die Vorteile einer guten Kaskadierbarkeit und der Erfüllung der in der Vorschrift 1 R8-15 geforderten Werte erreicht. Die Bewicklung der kleinen Bilochkerne von Hand ist zwar etwas teuerer als der Aufbau in Drucktechnik gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, im Hinblick auf die dort erforderlichen relativ hohen Werkzeugkosten ist dieser Aufbau jedoch für Kleinserien sinnvoll.

Claims (9)

  1. Richtkoppler-Abzweiger für Gemeinschaftsantennen- oder BK-Anlagen, zum breitbandigen Auskoppeln eines Teils der über eine Stammleitung übertragenen Hochfrequenz-Signalenergie, bestehend aus wenigstens zwei in Kette geschalteten Einzelabzweigern, von denen wenigstens einer in Richtkopplertechnik mit einem Strom- Rohrkernübertrager (Ü₁,Ü₂,Ü₄) und einem Spannungs-Rohrkernübertrager (Ü₃,Ü₅) sowie einem einseitig an Masse liegenden internen Abschlußwiderstand (R) aufgebaut ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der interne Abschlußwiderstand jedes Richtkoppler-Einzelabzweigers mittels Verbindung seines Abzweiganschlusses (2,35) mit dem Abzweiganschluß (3,35) des unmittelbar vorfolgenden Einzelabzweigers durch dessen Abzweigimpedanz gebildet ist, daß der Abzweig des letzten Richtkoppler-Einzelabzweigers der einzige Abzweiganschluß (AB) ist, und daß die Schaltung derart angelegt ist, daß alle aus den Stromübertragern (Ü₁,Ü₂,Ü₄) ausgekoppelten Ströme zumindest annähernd phasengleich sind.
  2. Richtkoppler-Abzweiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einzelabzweiger ebenfalls ein Richtkoppler-Einzelabzweiger mit einem ohmschen Widerstand (R) als internem Abschlußwiderstand ist.
  3. Richtkoppler-Abzweiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Einzelabzweiger ein Widerstandsabzweiger mit einem ohmschen Widerstand zwischen Eingang und Abzweiganschluß oder mit je einem ohmschen Widerstand zwischen Eingang und Abzweiganschluß sowie diesem und Masse ist.
  4. Richtkoppler-Abzweiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelabzweiger derart ausgebildet sind, daß sie, in alternierender Reihenfolge zusammengeschaltet, nacheinander die jeweilige Eingangsimpedanz herab- bzw. herauftransformieren oder umgekehrt.
  5. Richtkoppler-Abzweiger nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß für die Spannungsübertrager (Ü₃,Ü₅) wenigstens zweier Richtkoppler-Einzelabzweiger lediglich eine einzige Primärwicklung (8,33) vorgesehen ist.
  6. Richtkoppler-Abzweiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Sekundärwicklungen (9,10,37,38) des Spannungsübertragers (Ü₃,Ü₅) von ihrem Zusammenschaltpunkt (2,3,35) aus wenigstens mit einem Teil ihrer Windungen den Rohrkern (K₃,BK₅) gegensinnig durchsetzen.
  7. Richtkoppler-Abzweiger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelfaktor der Wicklungen des Spannungsübertragers (Ü₃,Ü₅) den n-fachen Wert des Koppelfaktors der n gleichen Stromübertrager-Wicklungen aufweisen.
  8. Richtkoppler-Abzweiger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jeweils zwei zusammengeschaltete Einzelabzweiger ein erster Bilochkern (BK₄) für die beiden in Serie geschalteten Stromübertrager (Ü₄) und ein zweiter Bilochkern (BK₅) für die beiden Spannungsübertrager (Ü₅) vorgesehen sind, daß die Primärwicklungen (29,30,31) der Stromübertrager (Ü₄) ohne Rückführung außerhalb des ersten Bilochkerns (BK₄) direkt aufeinanderfolgend dessen beide Bohrungen am Mittelschenkel anliegend durchsetzen und die Sekundärwicklungen (34,36) der Stromübertrager (Ü₄) auf den beiden äußeren Schenkeln des ersten Bilochkerns (BK₄) angeordnet sind, und daß die Primär- und Sekundärwicklungen (33,37,38) der Spannungsübertrager (Ü₅) auf dem Mittelschenkel des zweiten Bilochkerns (BK₅) angeordnet sind.
  9. Richtkoppler-Abzweiger nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Windungszahlenverhältnis der Sekundärwicklungen (37,38) des Spannungsübertragers (Ü₅) und damit die Impedanz des Abzweiganschlusses (AB) derart gewählt ist, daß die Impedanz der Anschlüsse (RF, TV) eines nachgeschalteten, symmetrisch oder asymmetrisch verteilenden Übertragers (Ü₆) mit einen Rohrkern (K₆) gegensinnig durchsetzenden Leitungen (39,40) gleich dem Wellenwiderstand (ZL) ist.
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